在一個(gè)電子系統(tǒng)中，印制板作為硬件系統(tǒng)的核心部件之一，印制板設(shè)計(jì)的好壞將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此，在設(shè)計(jì)之初就充分考慮到電磁兼容的問題，考慮到信號(hào)的完整性等，無疑將提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，縮短開發(fā)周期，提前將穩(wěn)定的系統(tǒng)推向市場(chǎng)。

目  的 ·· 11

范  圍 ·· 11

定  義 ·· 11

引用標(biāo)準(zhǔn)和參考資料 ··· 11

指導(dǎo)書內(nèi)容 ··· 12

第一部分 層的設(shè)置 · 12

1 層的設(shè)置  12

1.1 合理的層數(shù)12

1.1.1 Vcc 、 GND 的層數(shù) · 12

1.1.2 信號(hào)層數(shù) ··· 13

1.2 電源層、地層、信號(hào)層的相對(duì)位置···13

1.2.1 Vcc 、 GND  平面的阻抗以及電源、地之間的 EMC 環(huán)境問題 · 13

1.2.2 Vcc 、 GND  作為參考平面，兩者的作用與區(qū)別 · 13

1.2.3 電源層、地層、信號(hào)層的相對(duì)位置 ·· 14

第二部分 布線 · 19

2 布線 ··· 19

2.1 布線基本規(guī)則··19

2.1.1  地線回路規(guī)則 ··· 19

2.1.2  竄擾分析與控制規(guī)則  19

2.1.3  走線屏蔽規(guī)則 ··· 20

2.1.4  走線的方向控制規(guī)則  20

2.1.5  走線的開環(huán)檢查規(guī)則  20

2.1.6  阻抗匹配檢查規(guī)則  21

2.1.7  走線終結(jié)網(wǎng)絡(luò)規(guī)則  21

2.1.8  走線閉環(huán)檢查規(guī)則  22

2.1.9  走線的分枝長(zhǎng)度控制規(guī)則  22

2.1.10  走線的諧振規(guī)則 ·· 22

2.1.11  走線長(zhǎng)度控制規(guī)則 ·· 22

2.1.12  倒角規(guī)則 · 23

2.1.14  器件布局分區(qū) / 分層規(guī)則  24

2.1.15  孤立銅區(qū)控制規(guī)則 ·· 24

2.1.16 PCB 板層定義規(guī)則 ··· 24

2.1.17  電源與地線層的阻抗匹配規(guī)則 ·· 25

2.1.18  重疊電源與地線層規(guī)則 ·· 25

2.1.19 3W 規(guī)則 · 25

2.1.20 20H 規(guī)則 ··· 26

2.1.21  五一五規(guī)則 · 27

2.1.22  低速電路 · 27

2.1.23  轉(zhuǎn)角走線 · 28

2.2 串?dāng)_ ·28

2.3 優(yōu)選布線層··29

2.3.1 布線層的優(yōu)先級(jí)別 ·· 29

2.4 阻抗控制30

2.4.1 輸入阻抗 · 30

2.4.2 特征阻抗 · 31

2.4.3 屏蔽地線對(duì)阻抗的影響 ·· 31

2.5 跨分割區(qū)及開槽的處理 ··31

2.5.1 對(duì)電源/地平面分割造成的開槽  32

2.5.2 通孔過于密集形成開槽 ·· 32

2.5.3開槽對(duì)PCB板EMC性能的影響  32

2.5.4 對(duì)開槽的處理 · 36

第三部分 地回路設(shè)計(jì) ··· 39

3 地回路設(shè)計(jì) · 39

3.1 地的分割與匯接··39

3.2 接地的含義··39

3.3 接地的目的··39

3.4 基本的接地方式··39

3.4.1 單點(diǎn)接地 · 40

3.4.2 多點(diǎn)接地 · 40

3.5地線回路導(dǎo)致的電磁干擾 ··41

3.6 接地和信號(hào)回路（渦流除外）·42

3.7 浮地 ·42

3.8 關(guān)于接地方式的一般選取原則·42

3.9 單板接地方式··42

第四部分 典型電路的PCB 設(shè)計(jì)  44

4  典型電路的PCB 布局  44

4.1概述·44

4.2功率主電路的PCB EMC布局原則 ·44

4.2.1 PCB 輻射原理分析 · 45

4.2.2 PCB EMC  布局原則 ·· 46

4.3 PFC電路的布局··49

4.3.1 PFC 電路噪聲源的形成 · 50

4.3.2 PCB 布局的對(duì)策 · 50

4.4單端正激電路··51

4.4.1 主電路拓?fù)鋱D · 51

4.4.2  噪聲源的形成與 PCB 布局對(duì)策（以 AVH30 為例）  55

4.5單端反激電路··56

4.6 非隔離電路（正激）56

4.7 雙正激電路57

4.7.1 主電路拓?fù)鋱D · 57

4.7.2  噪聲源的形成 ··· 58

4.7.3 PCB 布局的對(duì)策 · 58

4.8 全橋電路59

4.8.1  主電路拓?fù)鋱D ··· 59

4.8.2  噪聲源的形成 ··· 60

4.8.3 PCB 布局的對(duì)策 · 61

4.9 半橋逆變電路62

4.9.1  主電路拓?fù)鋱D ··· 62

4.9.2  噪聲源的形成 ··· 62

4.9.3  影響半橋逆變電磁噪聲的其他因素  63

4.9.4 PCB 布局的對(duì)策 · 64

第五部分 電源EMI 濾波器的PCB 設(shè)計(jì) ··· 66

5  電源EMI 濾波器的PCB 設(shè)計(jì)  66

5.1 概述 ·66

5.2 EMI濾波器的基本結(jié)構(gòu)···66

5.3 布局考慮66

5.3.1  輸入線與輸出線的布置  66

5.3.2  多級(jí)濾波器級(jí)聯(lián)  67

5.3.3 EMI 濾波器的位置 · 67

5.3.4  共模 / 差模電感的布置 ·· 67

5.3.5 三相 EMI 濾波器的線圈布置 · 68

5.3.6 電容的布置 · 68

5.4 布線考慮68

5.4.1  電容的引線最短  68

5.4.2 電容的引線開槽 ·· 68

5.4.3  接地線設(shè)計(jì) ··· 69

5.4.4  接地螺釘孔設(shè)計(jì) ··· 69

圖表說明 

圖1 四層PCB的主選層設(shè)置方案15

圖2 四層板解決方案2·15

圖3 四層板解決方案3·16

圖4 地線回路規(guī)則···19

圖5 竄擾分析示圖···19

圖6 走線屏蔽規(guī)則···20

圖7 走線的方向控制規(guī)則···20

圖8 走線的開環(huán)檢查規(guī)則···21

圖9 防天線效應(yīng)的布線規(guī)則圖21

圖10 走線終結(jié)網(wǎng)絡(luò)規(guī)則·21

圖11 走線閉環(huán)檢查規(guī)則·22

圖12 走線的分枝長(zhǎng)度控制規(guī)則··22

圖13 走線的諧振規(guī)則·22

圖14 走線長(zhǎng)度控制規(guī)則·23

圖15 倒角規(guī)則·23

圖16 器件去耦規(guī)則·23

圖17 器件布局分區(qū)/分層規(guī)則 24

圖18 立銅區(qū)控制規(guī)則·24

圖19 PCB板層定義規(guī)則···25

圖20 電源與地線層的阻抗匹配規(guī)則··25

圖21 重疊電源與地線層規(guī)則 ·25

圖22 3W規(guī)則26

圖23 電源平面的RF輻射 26

圖24 數(shù)字、模擬區(qū)邊界線使用20H規(guī)則···27

圖25 樹狀布線圖·27

圖26 直角轉(zhuǎn)彎走線·28

圖27 PCB板上的串?dāng)_···28

圖28 輸入阻抗·31

圖29 通孔密集形成開槽·32

圖30 低速信號(hào)的回流電流路徑分布··33

圖31 高速回流信號(hào)回流電流路徑分布··34

圖32 地平面開槽引起信號(hào)間的串?dāng)_··35

圖33 當(dāng)跨分割走線不可避免時(shí)應(yīng)該進(jìn)行有效的橋接···37

圖34 接插件不能安裝在地層隔逢上··37

圖35 高密度接插件的處理 ·38

圖36 單點(diǎn)接地示意圖·40

圖37 公共地阻抗耦合·41

圖38 隔離變壓器的地分割圖 ·43

圖39 差模回路形成的環(huán)形天線輻射··45

圖40 共模不平衡偶極子天線 ·46

圖41 設(shè)置鏡像平面減小地線電感··47

圖42 由鏡像理論(a)軌線及導(dǎo)電平面可等效為(b)四個(gè)PCB軌線48

圖43 與地回路連接的一根電纜及其作為一個(gè)非平衡偶極子天線的等效電路圖49

圖44 PCB軌線下放置導(dǎo)電平面，有效降低電纜的輻射示意圖 49

圖45 PFC電路拓?fù)?middot;··50

圖46 單端正激電路拓?fù)鋱D ·52

圖47 輸入主回路的局部電路圖··52

圖48 輸出整流回路的局部電路圖··52

圖49 A點(diǎn)實(shí)際工作時(shí)典型波形圖53

圖50 圖中B點(diǎn)實(shí)際工作波形圖···53

圖51 圖中C點(diǎn)實(shí)際工作波形圖···54

圖52 變壓器副邊兩端的電壓波形··55

圖53 原邊為RCD復(fù)位的電路圖 ·55

圖54 單端反激電路·56

圖55 AVN40（非隔離電路）主功率電路圖 ··57

圖56 雙正激電路拓?fù)鋱D·57

圖57 雙正激電路器件原邊布局··59

圖58 雙正激電路器件副邊布局··59

圖59 全橋電路主電路拓?fù)鋱D ·60

圖60 全橋電路原邊布局圖 ·61

圖61 全橋電路副邊布局圖 ·62

圖62 半橋逆變電路布局·64

圖63 EMI濾波器的基本結(jié)構(gòu)···66

圖64 EMI濾波器的輸入線與輸出線布置67

圖65 EMI濾波器的位置···67

圖66共模/差模電感的布置··68

圖67 電容的引線最短·68

圖68 電容引線的開槽·69

圖69 接地線設(shè)計(jì)·69

表- 1 四層板解決方案表.... 14

表- 2 六層板解決方案表.... 16

表- 3 八層板解決方案表.... 17

表- 4 十層板解決方案表.... 17

表- 5 12層板解決方案表..... 18

表- 6 不同條件下的串?dāng)_... 29